Android UI性能的探雷針——Systrace

關于App UI性能的測試,Android提供了一個原生的工具Systrace,正常渲染FPS一般是在60左右,但是如果有一些代碼寫的不好,可能會影響到UI的性能,導致界面卡頓,這種問題是最難查的,為什么會卡頓,在哪卡頓,當然你也可以打log看時間,但是畢竟不方便。Systrace是可以解決這個問題的,我在網上查了一下關于Systrace的資料,還是比較少的,也許用的人也少吧。所以本文大部分內容翻譯自谷歌官方文檔


準備工作

首先如果你要運行Systrace,需要安裝Python和Android SDK Tools 20 以上的版本。
同時,現在Systrace只支持Android4.1以上的版本。

開始記錄

關于記錄有兩種方式開啟,一種就是使用Python,另外一種就是使用AndroidStudio中的自帶插件。
這里有一個問題,我不確認,是否使用AndroidStudio中的自帶插件也需要安裝Python,因為我的電腦一直安裝著這些東西,所以,可以直接運行。

Python 啟動

首先命令行切換到Android SDK的platform-tools下,在這個文件夾下有一個systrace文件夾,然后切到這個文件夾下:


在這個文件夾下有一個python腳本,運行即可。

python systrace.py --time=10 -o mynewtrace.html sched gfx view wm

運行規則如下:

參數名 意義
-h,--help 幫助信息
-o <FILE> 保存的文件名
-t N,--time=N 多少秒內的數據,默認為5秒,以當前時間點往后倒N個時間
-b N,--buf-size=N 單位為千字節,限制數據大小
-k <KFUNCS> --ktrace=<KFUNCS> 追蹤特殊的方法
-l,--list-categories 設置追蹤的標簽
-a <APP_NAME>,--app=<APP_NAME> 包名
--from-file=<FROM_FILE> 創建報告的來源trace文件
-e <DEVICE_SERIAL>,--serial=<DEVICE_SERIAL> 設備號

標簽簡寫:

簡寫 全稱
gfx - Graphics
input - Input
view - View
webview - WebView
wm - Window Manager
am - Activity Manager
sync - Synchronization Manager
audio - Audio
video - Video
camera - Camera

根據官方文檔的意思,這些標簽在SDK 17以下需要使用

--set-tags = <TAGS>

進行添加,SDK18以及更高直接用簡寫即可,這個標簽表示生成性能分析結果中的標簽,這個后面再看。

Android Studio啟動

打開Android Studio:


點擊如圖所示的標簽,打開Android Device Monitor這個界面,在左上角選擇如下按鈕:


然后進入可視化設置界面:


進行設置,點擊ok,便可開始記錄。

數據分析

我這里將會使用命令行模式進行數據記錄。
在記錄之前,我先寫了一個簡單的demo,demo有三個Activity,一個主界面,一個放有listview的Activity,一個放有RecyclerView的Activity(代碼很基礎我就不貼出來了)
在listview中我加入了1000個Item,每個item中都有文字和圖片,RecyclerView也是。特別注意,listview沒有做任何優化,因為我們要看的就是不好的效果。我先運行一下程序,然后在命令行中輸入如下:

python systrace.py --time=20 -o deep.html -a deep.testsystrace sched gfx view wm

我記錄了20秒內的情況,指定包名deep.testsystrace,生成文件deep.html,運行,然后不斷滑動listview:
直到記錄結束,命令行會有如下提示:

然后我們打開這個文件夾,找到剛才生成的deep.html。


打開這個網頁:


在分析這些數據之前,我們需要先知道一些操作:

Key Description
w Zoom into the trace timeline.
s Zoom out of the trace timeline.
a Pan left on the trace timeline.
d Pan right on the trace timeline.
e Center the trace timeline on the current mouse location.
g Show grid at the start of the currently selected task.
Shift+g Show grid at the end of the currently selected task.
Right Arrow Select the next event on the currently selected timeline.
Left Arrow Select the previous event on the currently selected timeline.

我們在網頁中找到我們的工程,deep.testsystrace,但是不知道是不是bug,網頁只顯示了ep.testsystrace,不過根據pid也可以確認就是我們的應用。
之后我們逐個分析,首先是Frames,即幀數。我們將上圖放大(快捷鍵w):


可以看到幀數對應的一行有許多F,各種顏色:
當顯示為綠色的時候為正常,紅色或者黃色分別對應的等級是e和w,也就是不正常,即達不到60fps的水準。這是我們就可以根據下面的時間分析到底是什么占用的時間了。
首先點擊紅色即不正常的F:


與該幀無關的操作會被置成灰色:


然后將其逐漸放大:


對比正常的幀,我們可以發現,我們obtainView和inflate調用過多。我們之前說了,listview我們沒有做任何優化,每次都會重現建立view,也沒有使用viewholder,所以會出現如上結果。如果我們對listview進行了優化呢?我們可以試一下,修改一下adapter的getview,當view為空時再進行創建。然后再次記錄數據:

我們發現已經沒有紅色的F了,但是仍有少數黃色的F,我們可以根據分析再次進行優化,加上ViewHolder。這里不再做測試了。
同樣我們也可以根據Alert中的提示進行修改,但是感覺提示不能直指原因,還是分析幀數,更容易找到原因。

自定義記錄

我們還可以通過Trace.beginSection來記錄一些信息,如下代碼:


Trace.beginSection() 與 Trace.endSection() 之間代碼工作會一直被追蹤。結果如下,為了查看方便我把結果放大了:


可以以這種方式查看某個程序塊的耗時。

總結

用這種方式可以分析出app 卡頓的一些問題的原因,從而進行解決。對于app開發人員,還是掌握較好。
更多的開發知識,可以關注我的公眾號:


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